基于實(shí)例的水庫(kù)測(cè)量技術(shù)的探討

李吉華

(貴州省安順市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，貴州安順 561000)

1 概述

全站儀是全站型電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱，又被稱為“電子全站儀”，它是一種兼有自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)[1]。按其結(jié)構(gòu)可分為整體式與積木式2種。前者是將測(cè)距測(cè)角與電子計(jì)算單元和儀器的光學(xué)與機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)成整體;后者則分別由各自獨(dú)立的光電測(cè)距頭、電子經(jīng)緯儀，即電子測(cè)角與電子計(jì)算單元組成。

2 案例分析

2.1 工程概況

底西水庫(kù)屬位于安順市西秀區(qū)巖臘鎮(zhèn)黃土坎村，距安順市城區(qū)23 km，水庫(kù)大壩建于長(zhǎng)江流域?yàn)踅敌徒又Я骱谘砗由希瑝沃芬陨霞娣e5.8 km2(原設(shè)計(jì)4.5 km2)，多年平均流量0.11 m3/s，最枯流量0.006 m3/s。水庫(kù)區(qū)域地處山盆期剝夷面上，溶蝕地貌與侵蝕構(gòu)造地貌的交接部位，在碎屑黏土巖地區(qū)主要以侵蝕構(gòu)造地貌為主，其形態(tài)為剝蝕侵蝕丘陵，山頂與溝谷相對(duì)高差較小，一般≤150 m;在碳酸鹽地區(qū)主要以溶蝕地貌為主。

底西水庫(kù)是一座以灌溉為主兼有防洪任務(wù)的蓄水工程，灌區(qū)涉及雙堡鎮(zhèn)的平寨、革老寨等6個(gè)村共13個(gè)自然村寨，設(shè)計(jì)灌溉面積300 hm2。

水庫(kù)始建于1958年，由安順專署農(nóng)水局進(jìn)行勘測(cè)設(shè)計(jì)，并于當(dāng)年冬季施工，1965年由安順地、縣水電局進(jìn)行勘測(cè)設(shè)計(jì)，大壩為均質(zhì)土壩，設(shè)計(jì)最大壩高15 m，壩頂高程1 328.0 m，正常高水位1 325.0 m，正常蓄水庫(kù)容95.5萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)洪水位(P=2%)1 326.0 m，校核洪水位(P=0.2%)1 326.5 m，總庫(kù)容126萬(wàn)m3，溢洪道寬8 m，長(zhǎng)79 m，放水涵洞長(zhǎng)95 m，設(shè)計(jì)灌溉面積300 hm2。

2.2 對(duì)中整平全站儀，進(jìn)行測(cè)站定向工作

1)輸入測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)A，全站儀自動(dòng)提取對(duì)應(yīng)已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，確認(rèn)后量取和輸入儀器高[2]。

2)詢問(wèn)和輸入后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)B，全站儀自動(dòng)提取對(duì)應(yīng)已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，詢問(wèn)和輸入后視點(diǎn)棱鏡高，最后回報(bào)確認(rèn)后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)及棱鏡高。

3)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)棱鏡，然后按測(cè)量鍵并確認(rèn)，完成測(cè)站后視定向工作。

4)定向起算邊長(zhǎng)的檢核:使用全戰(zhàn)儀內(nèi)的放樣功能，放樣后視點(diǎn)B，檢查起算邊長(zhǎng)誤差是否符合精度，通常實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)與坐標(biāo)反算邊長(zhǎng)的相對(duì)誤差應(yīng)＜1/4 000。否則，測(cè)站點(diǎn)或后視點(diǎn)就有問(wèn)題。

2.3 開始放樣工作

1)輸入放樣點(diǎn)點(diǎn)號(hào)，全站儀自動(dòng)提取對(duì)應(yīng)已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，并顯示放樣點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的方向和距離。

2)將水平度盤旋轉(zhuǎn)到放樣點(diǎn)方向，并鎖定水平度盤，使用望遠(yuǎn)鏡粗瞄，指導(dǎo)司尺員到達(dá)預(yù)定放樣點(diǎn)方向上，通知司尺員面對(duì)儀器方向向左或向右移動(dòng)棱鏡桿。

3)指導(dǎo)司尺員調(diào)整棱鏡，使棱鏡在望遠(yuǎn)鏡視線以內(nèi)，最終到達(dá)全戰(zhàn)儀望遠(yuǎn)鏡十字絲附近，然后測(cè)量距離，全戰(zhàn)儀顯示當(dāng)前棱鏡位置的前后偏距，并通知司尺員相對(duì)儀器延長(zhǎng)或縮短的距離。

4)接近放樣點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)位置處時(shí)，望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)棱鏡桿根部，指導(dǎo)司尺員調(diào)整方向，使得棱鏡桿根部位于望遠(yuǎn)鏡豎絲方向上，然后搏動(dòng)豎直方向瞄準(zhǔn)棱鏡，再次測(cè)量距離，再次通知司尺員相對(duì)儀器延長(zhǎng)或縮短的距離，直至最終放樣點(diǎn)的方向和距離的偏距都滿足放樣精度要求。

5)確認(rèn)并通知司尺員釘樁，在樁位處再次立好棱鏡后，詢問(wèn)棱鏡高，測(cè)站修改棱鏡高后，進(jìn)行測(cè)量并記錄實(shí)際放樣點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。

2.4 平面控制測(cè)量

2.4.1 測(cè)區(qū)平面首級(jí)控制

布設(shè)Ⅰ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)20個(gè)，組成4個(gè)環(huán)、6個(gè)結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)型導(dǎo)線網(wǎng)，其中最大邊長(zhǎng)約1 100 m(與起算點(diǎn)相連)，最短邊150 m，平均邊長(zhǎng)約314 m。最長(zhǎng)導(dǎo)線節(jié)長(zhǎng)1 130 m。以上指標(biāo)均符合《規(guī)程》要求。在此基礎(chǔ)上布設(shè)II級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行加密。Ⅰ、Ⅱ級(jí)導(dǎo)線技術(shù)要求及觀測(cè)技術(shù)要求，見表1。

表1 Ⅰ、Ⅱ級(jí)導(dǎo)線技術(shù)要求及觀測(cè)技術(shù)要求

水平角采用方向法觀測(cè)，使用J2經(jīng)緯儀。I級(jí)導(dǎo)線測(cè)2個(gè)測(cè)回，II級(jí)導(dǎo)線測(cè)定1個(gè)測(cè)回。方向數(shù)≥4個(gè)時(shí)應(yīng)歸零。各項(xiàng)觀測(cè)限差規(guī)定見下表2。

表2 各項(xiàng)觀測(cè)限差規(guī)定

垂直角以中絲法測(cè)量，J2經(jīng)緯儀觀測(cè)一測(cè)回，同一測(cè)站指標(biāo)差互差不超過(guò)±15″。

2.4.2 導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量

I、II級(jí)導(dǎo)線以AGA116光電測(cè)距儀實(shí)測(cè)斜距，觀測(cè)垂直角計(jì)算平距。測(cè)距時(shí)，以3次讀數(shù)為一測(cè)回。I級(jí)導(dǎo)線測(cè)定往返各一個(gè)測(cè)回或往測(cè)二個(gè)測(cè)回。所有邊長(zhǎng)均應(yīng)加入加、乘常數(shù)改正。

Ⅰ、II級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)編號(hào)分別為 Ii和 Iii，(i=1，2，3，…，n自然數(shù)排列)。Ⅰ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)和主要Ⅱ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)為埋石點(diǎn)，并填繪點(diǎn)之記。Ⅰ、Ⅱ級(jí)導(dǎo)線用計(jì)算機(jī)進(jìn)行嚴(yán)密平差，程序選用大地委員會(huì)推薦的全國(guó)優(yōu)秀程序選中的導(dǎo)線平差程序。坐標(biāo)、邊長(zhǎng)值取至0.001 m，方位角、角度值取至1"。作業(yè)采用的儀器，應(yīng)按《規(guī)范》1相應(yīng)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.5 高程控制測(cè)量

首級(jí)高程采用四等水準(zhǔn)測(cè)量的方法。水準(zhǔn)點(diǎn)與I級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)重合，不另行埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)石。水準(zhǔn)測(cè)量采用DZS3型水準(zhǔn)儀，區(qū)格式木質(zhì)水準(zhǔn)尺一對(duì)(帶尺墊)，作業(yè)要求見表3。

表3 高程控制測(cè)量作業(yè)要求

3 測(cè)區(qū)技術(shù)工作的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)

水利工程中通常都要施測(cè)庫(kù)區(qū)地形圖，多采用1/500，1/1000的大中比例尺，而在貴州這樣的山區(qū)乃至高山區(qū)的特征地形條件下所施測(cè)的庫(kù)區(qū)地形圖往往便成了狹窄陡長(zhǎng)的帶狀地形圖，即使是分散或發(fā)射的，其每一局部、分支仍呈現(xiàn)這樣的態(tài)勢(shì)，便有一個(gè)如何進(jìn)行綜合取舍，既使圖面美觀又不失真失準(zhǔn)的問(wèn)題，如何掌握好這個(gè)“度”除牢記活用原則外，更重要的是經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和總結(jié)及嘗試。

[1]王輝，趙振偉.淺談無(wú)棱鏡全站儀在城市規(guī)劃測(cè)量中的應(yīng)用[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(02):26－28.

[2]時(shí)丕慶.全站儀與測(cè)繪軟件在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2008(07):101－102.